化学反应与能量变化一、化学反应及能量变化1、化学反应的实质、特征和规律实质：反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成特征：既有新物质生成又有能量的变化遵循的规律：质量守恒和能量守恒2、化学反应过程中的能量形式：常以热能、电能、光能等形式表现出来二、反应热与焓变1、反应热定义：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量成为化学反应的反应热。

2、焓变定义：在恒温、恒压条件下的反应热叫反应的焓变，符号是△H，单位常用KJ/mol。

3、产生原因：化学键断裂—吸热化学键形成—放热4、计算方法：△H=生成物的总能量-反应物的总能量=反应物的键能总和-生成物的键能总和5、放热反应和吸热反应化学反应都伴随着能量的变化，通常表现为热量变化。

据此，可将化学反应分为【注意】（1）反应放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小（2）反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。

许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。

三、热化学方程式（1）定义：表明反应放出或吸收的热量的化学方程式叫做热化学方程式。

（2）意义：热化学方程式不仅表示了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

（3）热化学方程式的书写①要注明温度、压强，但中学化学中所用的△H数据一般都是25℃、101Kpa下的数据，因此可不特别注明。

②必须注明△H的“＋”与“－”。

“＋”表示吸收热量，“－”表示放出热量。

③要注明反应物和生成物的聚集状态。

g表示气体，l表示液体，s表示固体，热化学方程式中不用气体符号或沉淀符号。

④热化学方程式各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。

因此热化学方程式中化学计量数可以是整数也可以是分数。

⑤注意热化学方程式表示反应已完成的数量，由于△H与反应完成的物质的量有关，所以化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应。

即对于相同的物质反应，当化学计量数不同，其△H也不同。

当化学计量数加倍时，△H也加倍。

当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

⑥对于化学式形式相同的同素异形体，还必须在化学是后面标明其名称。

如C（s，石墨）四、燃烧热（1）概念：25℃、101Kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为KJ/mo。

【注意】①对物质的量限制：必须是1mol：②1mol纯物质是指1mol纯净物（单质或化合物）；③完全燃烧生成稳定的氧化物。

如C→CO2(g)；H→H2O(l)；N→N2(g)；P→P2O5(s);S→SO2(g)等；④物质的燃烧热都是放热反应，所以表示物质燃烧热的△H均为负值，即△H＜0（2）表示燃烧热热化学方程式的写法以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，所以热化学方程式中常出现分数。

（3）有关燃烧热计算：Q（放）＝n（可燃物）×△Hc。

Q（放）为可燃物燃烧放出的热量，n（可燃物）为可燃物的物质的量，△Hc为可燃物的燃烧热。

四、中和热（1）定义：稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热【注意】：①稀溶液是指物质溶于大量水，即大量水中物质的溶解热效应忽略不计；一般是指酸、碱的物质量浓度均小于或等于1mol·L-1；②中和热不包含离子在水中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应；③中和反应的实质是H+和OH-化合生成水；若反应过程中有其他物质生成（生成沉淀的反应一般为放热反应），这部分反应热也不包含在中和热内。

H+（aq）＋OH-（aq）＝H2O(l)；△H＝－57.3KJ/mol表示强酸强碱稀溶液反应的中和热④弱酸弱碱因为电离时要吸热或电离出的H+和OH物质的量小于对应酸碱的物质的量，所以弱酸弱碱参加的中和反应，其中和热△H＞－57.3KJ/mol，表示中和热偏小。

⑤测定中和热实验关键因素：酸与碱充分反应；防止热量散失，酸碱溶液浓度等。

如浓硫酸与碱反应测得中和热偏高。

（2）书写中和热的热化学方程式时，以生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数五、盖斯定律（1）内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的；即化学反应热只与其反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关（2）、应用：a、利用总反应和一个反应确定另一个反应的热效应b、热化学方程式之间可以进行代数变换等数学处理（3）反应热与键能关系①键能：气态的基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。

键能既是形成1mol化学键所释放的能量，也是断裂1mol化学键所需要吸收的能量。

②由键能求反应热：反应热等于断裂反应物中的化学键所吸收的能量（为“＋”）和形成生成物中的化学键所放出的能量（为“－”）的代数和。

即△H＝反应物键能总和－生成物键能总和＝∑E反－∑E生③常见物质结构中所含化学键类别和数目：1molP4中含有6molP—P键；28g晶体硅中含有2molSi—Si键；12g金刚石中含有2molC—C键；60g二氧化硅晶体中含有4molSi—O键六、反应热与物质稳定性的关系不同物质的能量（即焓）是不同的，对于物质的稳定性而言，存在着“能量越低越稳定”的规律，因此，对于同素异形体或同分异构体之间的相互转化，若为放热反应，则生成物能量低，生成物稳定；若为吸热反应，则反应物的能量低，反应物稳定。

【例1】下列说法正确的是（）A．物质发生化学变化都伴随着能量变化B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化D．没有物质的变化，也就没有能量的变化答案：A【例2】下列说法不正确．．．的是（）A.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B.放热反应都不需要加热就能发生C.焓变就是反应热，二者没有区别D.化学反应是放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量答案：BC【例3】1、下列变化属于吸热反应的是①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰A、①④⑤B、①②④C、②③D、②④答案：D【例4】25℃、101 kPa下，2g氢气燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（）A．2H2(g)+O2(g) == 2H2O(1) △H＝―285.8kJ／molB．2H2(g)+ O2(g) == 2H2O(1) △H＝+571.6 kJ／molC．2H2(g)+O2(g) == 2H2O(g) △H＝―571.6 kJ／molD．H2(g)+1/2O2(g) == H2O(1) △H＝―285.8kJ／mol答案：D【例5】已知反应X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的() A．X的能量一定高于MB. Y的能量一定高于NC. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D 因该反应为放热反应,故不必加热就可发生答案：C【例6】根据以下3个热化学方程式： （ ）2H 2S(g)+3O 2(g)＝2SO 2(g)+2H 2O(l) △H ＝―Q 1 kJ/mol2H 2S(g)+O 2(g)＝2S (s)+2H 2O(l) △H ＝―Q 2 kJ/mol2H 2S(g)+O 2(g)＝2S (s)+2H 2O(g) △H ＝―Q 3 kJ/mol判断Q 1、Q 2、Q 3三者关系正确的是A ． Q 1>Q 2>Q 3B ． Q 1>Q 3>Q 2C ． Q 3>Q 2>Q 1D ． Q 2>Q 1>Q 3答案：A【例7】下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是()A.NH 3(g)+45O 2(g)NO(g)+46H 2O(g)；ΔH =-a kJ·mol -1 B.C 6H 12O 6(s)+6O 2(g)6CO 2(g)+6H 2O(l)；ΔH =-b kJ·mol -1C.2CO(g)+O 2(g)2CO 2(g)；ΔH =-c kJ·mol -1D.CH 3CH 2OH(l)+21O 2(g)CH 3CHO(l)+H 2O(l)；ΔH =-d kJ·mol -1答案B【例8】已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )A.2C 2H 2(g)+5O 2(g)4CO 2(g)+2H 2O(l);ΔH =-4b kJ·mol -1B.C 2H 2(g)+25O 2(g)2CO 2(g)+H 2O(l);ΔH =2b kJ · mol -1C.2C 2H 2(g)+5O 2(g)4CO 2(g)+2H 2O(l);ΔH =-2b kJ·mol -1D.2C 2H 2(g)+5O 2(g)4CO 2(g)+2H 2O(l);ΔH =b kJ·mol -1答案A【例9】已知下列热化学方程式：CH 4（g ）＋2O 2（g ）→CO 2（g ）＋2H 2O （l ） ΔH ＝－889.5kJ/mol2C 2H 6（g ）＋7O 2（g ）→4CO 2（g ）＋6H 2O （l ） ΔH ＝－3116.7k J/m olC 2H 4（g ）＋3O 2（g ）→2C O 2（g ）＋2H 2O （l ） ΔH ＝－1409.6k J/m ol2C 2H 2（g ）＋5O 2（g ）→4CO 2（g ）＋2H 2O （l ） ΔH ＝－2596.7k J/m olC 3H 8（g ）＋5O 2（g ）→3C O 2（g ）＋4H 2O （l ） ΔH ＝－2217.8k J/m ol现有由2mol 上述五种烃中的两种组成的气体混合物，经充分燃烧后放出3037.6kJ 热量，则下列哪些组合是不可能的（ ）A ．CH 4和C 2H 2B ．C 2H 4和C 3H 8 C ．C 2H 6和C 3H 8D ．C 2H 6和CH 4 答案：AC【例10】 下列热化学方程式正确的是（注：H 的绝对值均正确）( )A ．C 2H 5OH(l)+3O 2(g)==2CO 2(g) +3H 2O(g)；△H= —1367.0 kJ/mol （燃烧热）B ．NaOH(aq) + HCl(aq) == NaCl(aq) + H 2O(l)；△H= —57.3kJ/mol （中和热）C ．S(s) + O 2(g) == SO 2(g)；△H= —269.8kJ/mol （反应热）D ．2NO 2==O 2+2NO ；△H= +116.2kJ/mol （反应热）答案：BC【例11】已知反应：① 2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－221 kJ／mol②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ／mol下列结论正确的是（）A．碳的燃烧热是110.5 kJ／mol B．①的反应热为221 kJ／molC．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ／molD．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ 热量答案：C【例12】下列酸与碱中和反应热化学方程式可用：H+（aq）+OH-(aq)H 2O(l);ΔH=-57.3 kJ·mol-1来表示的是( )A.CH 3COOH（aq）+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l);ΔH=-Q1 kJ·mol-1B.1/2H 2SO4(浓)+NaOH(aq)1/2Na2SO4(aq)+H2O(l);ΔH=-Q2 kJ·mol-1C.HNO 3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l);ΔH=-Q3 kJ·mol-1D.1/3H 3PO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)1/6Ba3(PO4)2(s)+H2O(l);ΔH=-Q4 kJ·mol-1答案C【例13】已知：（1）Zn（s）+12O2（g）===ZnO(s)，ΔH= -348.3 kJ·mol-1，（2）2Ag(s)+ 12O2（g）=== Ag2O(s)，ΔH= -31.0 kJ·mol-1，则Zn（s）+ Ag2O(s)===ZnO(s)+ 2Ag(s)的ΔH等于（）A．-379.3 kJ·mol-1B．-317.3 kJ·mol-1C．-332.8 kJ·mol-1D．317.3 kJ·mol-1答案：B【例14】灰锡（常温下以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。